基于統(tǒng)一視頻監(jiān)控平臺(tái)與故障診斷技術(shù)的研究

曹麗娜，高 瀟，陳 碩，呂旭明，陳曉光

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

基于統(tǒng)一視頻監(jiān)控平臺(tái)與故障診斷技術(shù)的研究

曹麗娜，高 瀟，陳 碩，呂旭明，陳曉光

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

針對(duì)視頻監(jiān)控平臺(tái)與故障診斷技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中遇到的困難，對(duì)視頻監(jiān)控平臺(tái)與故障診斷技術(shù)進(jìn)行分析研究。以知識(shí)庫(kù)、診斷缺陷庫(kù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用故障分析統(tǒng)計(jì)方法，列舉實(shí)例來(lái)驗(yàn)證該方法的可行性，并對(duì)視頻監(jiān)控平臺(tái)與故障診斷技術(shù)的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行展望。

視頻監(jiān)控；故障診斷；網(wǎng)絡(luò)性能預(yù)警；自動(dòng)巡檢

1 概述

智能電網(wǎng)中，視頻監(jiān)控平臺(tái)作為關(guān)鍵的組成部分，在電網(wǎng)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和運(yùn)用、建設(shè)等諸多方面都有廣泛應(yīng)用，視頻監(jiān)控平臺(tái)對(duì)電網(wǎng)周邊環(huán)境、電力路線、通用設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與記錄。若發(fā)生電力事故，視頻監(jiān)控平臺(tái)可提供相關(guān)圖像資料，為分析事故原因提供支持。電網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，視頻監(jiān)控就會(huì)發(fā)揮其作用，為電網(wǎng)提供相關(guān)數(shù)據(jù)與圖像資料，維修人員對(duì)其進(jìn)行分析，找出故障發(fā)生的原因與地點(diǎn)，有針對(duì)性地進(jìn)行維修。所以視頻監(jiān)控平臺(tái)為設(shè)備故障的維修提供了非常有利的證據(jù)保障［1］。

目前，視頻監(jiān)控平臺(tái)的規(guī)模變得越來(lái)越大，相關(guān)設(shè)備的操作流程也變得越來(lái)越復(fù)雜，監(jiān)控場(chǎng)所沒(méi)有做到合理的分配與規(guī)劃，導(dǎo)致整個(gè)流程比較混亂，嚴(yán)重降低了設(shè)備維修的效率，從而也為整個(gè)平臺(tái)的故障診斷帶來(lái)不便。因此對(duì)視頻監(jiān)控平臺(tái)與故障診斷技術(shù)進(jìn)行分析與研究是非常必要的。本文對(duì)故障診斷技術(shù)進(jìn)行分析，結(jié)合相關(guān)問(wèn)題提出解決措施，并對(duì)視頻監(jiān)控平臺(tái)與故障診斷分析前景進(jìn)行展望，為相關(guān)部門(mén)提供一定參考［2］。

2 故障診斷技術(shù)

視頻監(jiān)控平臺(tái)與故障診斷技術(shù)的分析研究，其目的是提高平臺(tái)的實(shí)用化水平。一方面盡快對(duì)故障的設(shè)備進(jìn)行分析定位；另一方面運(yùn)用融合設(shè)備檢修流程、故障診斷分析定位等方法，協(xié)助故障維修人員做好設(shè)備的運(yùn)維檢修、故障排查工作，故障發(fā)展進(jìn)程如圖 1 所示［3］。

圖1 故障發(fā)展進(jìn)程

2.1 研究目的

a. 為后期網(wǎng)絡(luò)配置標(biāo)準(zhǔn)化、視頻監(jiān)控建設(shè)選型的數(shù)據(jù)提供支撐，計(jì)算故障頻率，找出故障原因，確立故障區(qū)域、場(chǎng)景，這些多維度分析需要運(yùn)用大數(shù)據(jù)策略等方法。

b. 在視頻監(jiān)控中，需全程跟蹤故障維修人員及維修的各個(gè)流程、響應(yīng)時(shí)間等。因此，需要對(duì)設(shè)備維修的整個(gè)流程進(jìn)行高效融合。這樣才能提高全程跟蹤的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，最終找出解決問(wèn)題的方案。

c. 在維修過(guò)程中，需要盡快對(duì)故障進(jìn)行診斷，并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定位，告知故障維修人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障維修。設(shè)備的離線狀態(tài)相對(duì)于為設(shè)備的診斷提供一個(gè)分界點(diǎn)，更有利于對(duì)設(shè)備進(jìn)行分析。這一過(guò)程要運(yùn)用故障精確診斷分析功能，從而對(duì)平臺(tái)接入設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控。

2.2 技術(shù)分類(lèi)

a. 視頻質(zhì)量的分析技術(shù)

對(duì)視頻質(zhì)量進(jìn)行分析是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，首先找到視頻質(zhì)量經(jīng)常出現(xiàn)的故障原因、故障類(lèi)型及常見(jiàn)的維修方法，在視頻監(jiān)控平臺(tái)中，對(duì)知識(shí)庫(kù)、故障缺陷庫(kù)的模版進(jìn)行固化，并對(duì)視頻圖像質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)丟失率和系統(tǒng)的登陸情況等進(jìn)行分類(lèi)，以知識(shí)庫(kù)和故障缺陷庫(kù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用視頻質(zhì)量分析方法，提出故障檢修的意見(jiàn)，填入維修方案或者巡檢工單中［4］。

視頻質(zhì)量的分析技術(shù)是以視頻為基礎(chǔ)，對(duì)視頻故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行記錄，結(jié)合相關(guān)原因找到故障類(lèi)型后采用相應(yīng)的維修方法進(jìn)行解決。視頻質(zhì)量中會(huì)產(chǎn)生多種情況，將其準(zhǔn)確分類(lèi)，再以知識(shí)庫(kù)與故障缺陷庫(kù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行故障分析，為整個(gè)設(shè)備故障的診斷提出合理建議。

b. 網(wǎng)絡(luò)信道性能的預(yù)測(cè)技術(shù)

視頻監(jiān)控故障中，最常見(jiàn)的故障類(lèi)型是網(wǎng)絡(luò)性能故障，發(fā)生幾率超過(guò)50%，而在網(wǎng)絡(luò)故障中，帶寬不足、圖像信息丟失、時(shí)間延遲過(guò)大、路由器配置錯(cuò)誤等又是最頻繁的故障類(lèi)型。因此可運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)信道性能預(yù)測(cè)技術(shù)。

由于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中對(duì)時(shí)間延遲的要求較高，所以采用視頻傳輸技術(shù)，有兩種能預(yù)測(cè)時(shí)間延遲的方法。方法一是對(duì)時(shí)間延遲的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找到數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，再進(jìn)行擬合，對(duì)未來(lái)的時(shí)間延遲進(jìn)行預(yù)測(cè)；方法二在因特網(wǎng)中設(shè)立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)時(shí)間延遲進(jìn)行預(yù)測(cè)。方法二的預(yù)測(cè)效果比方法一更好，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)模型一方面能包含時(shí)間延遲數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，另一方面能了解現(xiàn)在和未來(lái)的時(shí)間延遲情況、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的好壞狀況。

c. 自動(dòng)巡檢技術(shù)

設(shè)備故障自動(dòng)巡檢技術(shù)不僅可解決人工巡檢中故障發(fā)現(xiàn)效率低、故障原因無(wú)法精確定位等問(wèn)題，還能對(duì)巡檢故障任務(wù)進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)定期重復(fù)巡檢，從而對(duì)故障的檢查起到促進(jìn)作用。自動(dòng)巡檢技術(shù)一方面可以在夜間工作，對(duì)設(shè)備異常和故障會(huì)自動(dòng)生成工單，設(shè)備檢修人員可以在自己賬號(hào)上看到故障工單，從而進(jìn)行排除異常和故障維修。另一方面可以對(duì)系統(tǒng)設(shè)置以時(shí)、天、月的單位進(jìn)行故障診斷，減少工作人員重復(fù)建立的工作量，提高了工作效率。另外，設(shè)備故障的自動(dòng)巡檢可以使維修人員提前了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，結(jié)合實(shí)際問(wèn)題提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，保障設(shè)備的使用周期與使用效率。

3 故障診斷實(shí)施方案

3.1 建立故障知識(shí)庫(kù)和缺陷庫(kù)

建立與故障相關(guān)的知識(shí)庫(kù)和缺陷庫(kù)，以多維度方法進(jìn)行分析，可了解設(shè)備發(fā)生故障的原因、故障類(lèi)型、故障發(fā)生頻率和典型的故障區(qū)域等。從而精準(zhǔn)地對(duì)設(shè)備進(jìn)行定位。

知識(shí)庫(kù)和缺陷庫(kù)的建立可對(duì)平臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)，通過(guò)平臺(tái)設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行多時(shí)間維度的分析。出現(xiàn)故障時(shí)，檢修人員可以根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)備維修，對(duì)重點(diǎn)故障區(qū)域與設(shè)備故障一目了然，提高維修人員的效率。建立故障知識(shí)庫(kù)和缺陷庫(kù)有利于相關(guān)人員對(duì)平臺(tái)設(shè)備的掌控，有針對(duì)性給予決策，對(duì)故障進(jìn)行合理維修與整改。

3.2 故障診斷業(yè)務(wù)架構(gòu)

各個(gè)變電站、營(yíng)業(yè)廳、辦公大樓、輸電等都是由電網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)控平臺(tái)提供視頻源服務(wù)，包括視頻的實(shí)時(shí)播放到錄像回放，再到運(yùn)行工況等。

檢修流程標(biāo)準(zhǔn)化：設(shè)備診斷結(jié)果必須與整個(gè)設(shè)備的診斷過(guò)程做到高效融合，對(duì)設(shè)備檢修過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與處理，對(duì)設(shè)備檢修流程要做到最大限度的規(guī)范。檢修流程的標(biāo)準(zhǔn)化有利于維修過(guò)程的順利進(jìn)行，同時(shí)使設(shè)備的運(yùn)行更順暢。

缺陷庫(kù)：缺陷庫(kù)是將設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中存在的需要補(bǔ)充、調(diào)整與改進(jìn)的問(wèn)題統(tǒng)計(jì)成一個(gè)整體，有利于維修人員對(duì)設(shè)備中的故障一目了然。在缺陷庫(kù)里可以找到很多設(shè)備故障的類(lèi)似案例，進(jìn)一步保證維修的質(zhì)量，提升維修人員能力，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

統(tǒng)計(jì)分析：設(shè)備產(chǎn)生故障要進(jìn)行多維度的統(tǒng)計(jì)分析。首先必須了解監(jiān)控設(shè)備部署區(qū)域與運(yùn)維區(qū)域的故障再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，生成與設(shè)備故障相關(guān)的統(tǒng)計(jì)表、分析報(bào)表與圖表，可以為故障案例統(tǒng)計(jì)提供更加實(shí)際的資料。統(tǒng)計(jì)分析在整個(gè)故障業(yè)務(wù)架構(gòu)中是不可缺少的部分，它能夠?yàn)樵O(shè)備維修提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)維修。

4 未來(lái)發(fā)展目標(biāo)

目前，視頻監(jiān)控平臺(tái)與故障診斷技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。該技術(shù)為后續(xù)設(shè)備的運(yùn)行情況分析、標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)配置的制定、設(shè)備選型、關(guān)鍵故障類(lèi)型、區(qū)域等情況提供輔助數(shù)據(jù)，以更好地制定整改方法和決策。對(duì)視頻設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備檢修流程、視頻離線原因、網(wǎng)絡(luò)通道的故障定位、預(yù)測(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，并迅速處理，根據(jù)運(yùn)維檢修標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)檢索發(fā)布機(jī)制、故障情況、知識(shí)庫(kù)、缺陷庫(kù)等進(jìn)行分析，對(duì)歷史運(yùn)行情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理。

5 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用視頻監(jiān)控平臺(tái)與故障診斷技術(shù)，一方面使原先種類(lèi)繁多、規(guī)模巨大、設(shè)備復(fù)雜的電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行；另一方面對(duì)視頻監(jiān)控平臺(tái)的故障維修有著一定的推廣意義。在未來(lái)，該技術(shù)會(huì)在統(tǒng)一監(jiān)控的平臺(tái)上，廣泛應(yīng)用于資源的運(yùn)維管控、信息通信系統(tǒng)中。即運(yùn)維檢修平臺(tái)、設(shè)備管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)管等得到廣泛應(yīng)用，最終成為一個(gè)統(tǒng)一、協(xié)同的運(yùn)維管控平臺(tái)。

［1］ 鐘方偉，馬 斌，周 平，等.視頻監(jiān)控設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)故障診斷分析技術(shù) ［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)，2016，12（31）：205－207.

［2］ 陳惠清.機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷技術(shù)分析 ［J］.中國(guó)設(shè)備工程， 2017， 37 （6）： 66－67.

［3］ 潘瑞雪.基于SVM的故障視頻圖像識(shí)別與診斷技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn) ［D］.武漢：華中師范大學(xué)，2015.

［4］ 朱元全，王印松，常政威.變電站視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)的應(yīng)用研究 ［J］.四川電力技術(shù)， 2014， 33 （5）： 45－49.

Research on Fault Diagnosis and Analysis Technology
Based on Unified Video Surveillance Platform

CAO Lina，GAO Xiao， CHEN Shuo， Lü Xuming， CHEN Xiaoguang

（State Grid Liaoning Electric Power Co.， Ltd.， Shenyang， Liaoning 110006， China）

This paper briefly introduces the difficulties encountered in the practical application of video surveillance platform and fault diagnosis technology.It analyzes from the fault diagnosis technology.Based on the knowledge base and the diagnosis defect database，the method of fault analysis and statistics is used.It gives a few examples to verify the feasibility of themethod.Finally，the future development of video surveillance platform and fault diagnosis technology are briefly introduced.

video surveillance； fault diagnosis； network performance warning； automatic inspection

TP393.06

A

1004－7913（2017）11－0024－03

曹麗娜 （1978），女，博士，高級(jí)工程師，主要從事電力系統(tǒng)管理及智能電網(wǎng)新技術(shù)研究工作。

2017－08－30）